Acceptanskriterier [Dimensioneringskriterier]

Om inte annat anges bestäms hållfasthets- och kapacitetsvärden enligt anvisningarna i kapitel 5 och 6, i förekommande fall med hänsyn tagen till avsnitt 8.4 ovan.

8.6.1 Lokal kontroll

8.6.1.1 Utstötning, penetration och perforering

Om utstötning eller perforering ej är acceptabelt bör konstruktionens tjocklek vara minst 1,2 gånger den beräknade tjockleken nödvändig för att undvika utstötning respektive perforering. Förhöjningsfaktorn 1,2 tar hänsyn till osäkerheter i provningsresultat eftersom de empiriska ek- vationerna vanligtvis ger medelvärden (IAEA DD1087 [26] och [2]). Enligt [2] motsvarar fak- torn 1,2 en ökning av erforderlig tjocklek med ca 1 standardavvikelse i förhållande till prov- ningsresultatens medelvärde.

För konstruktioner med en invändig tätplåt som träffas av en missil på utsidan kan penetrations- djupet behöva begränsas för att undvika lokala skador på tätplåten med tillhörande risk för läck- age. Skaderisken är beroende av såväl betongkonstruktionens som tätplåtens detaljutformning, varför generella acceptanskriterier ej kan uppställas. Istället får maximalt tillåtet perforerings- djup för undvikande av tätplåtsskador bestämmas baserat på provningsresultat eller genom nu- merisk simulering genomförd med validerade analysmetoder. Bestämning av tjocklek för att undvika utstötning respektive perforering samt bestämning av penetrationsdjup ska baseras på relevanta provningsresultat.

I bilaga 9 redovisas exempel på empiriska ekvationer som är uppställda utifrån relevanta prov- ningsresultat för en missilträff vinkelrätt mot betongstrukturen, tillsammans med information

om de olika ekvationernas giltighetsområde. Exemplen är hämtade från IAEA DD1087 [26]. Det bör noteras att de empiriska ekvationerna för utstötning och perforering redovisade i bilaga 9 är baserade på försök med styva missiler. För till exempel flygplansmotorer och landningsställ är det vanligtvis möjligt att reducera den beräknade nödvändiga tjockleken för att undvika utstöt- ning eller perforering med ca 1/3 för att ta hänsyn till den gynnsamma effekten av denna typ av missilers faktiska deformerbarhet [28].

8.6.1.2 Genomstansning

För de fall genomstansning behöver kontrolleras anges i [61] att det är konservativt att tillämpa den statiska genomstansningskapaciteten även för dynamisk belastning. Därför kan konservativt avsnitt 6.4 i SS-EN 1992-1-1 [41] tillämpas vid kontroll av genomstansning för stöt- och im- pulslaster43_.

Vid genomstansningskontroll för en deformerbar missil nyttjande den statiska kapaciteten kan enligt [27] den dimensionerande lasten VSd bestämmas som tidsmedelvärdet av den dynamiska

interaktionskraften beräknad enligt följande44_:

= =0,9

,

= ä

=

, = ö 90% ℎ å

Begränsningen ovan till tidpunkten då 90% av lastimpulsen har nåtts innebär i praktiken att en eventuell lång ”svans” hos lastfunktionen ej beaktas vid bestämmandet av lastmedelvärdet. 8.6.1.3 Utgångshastighet

För de fall en missil perforerar den träffade betongkonstruktionen kan missilens utgångshastig- het behöva uppskattas som underlag för att utröna vilken skada som missilen kan ge upphov till i det utrymme den flyger in i. Enligt IAEA DD1087 [26] kan utgångshastigheten vr uppskattas

med hjälp av följande uttryck:

= − 1 + ( / ) = ℎ ℎ ( / ) = ℎ ℎ ℎ ( / ) = ℎ ö ( ) ( ) = ( )

Den utstötta stympade betongkonens minsta och största radie kan bestämmas enligt följande:

43 _{Ekvationerna för genomstansningskapacitet i [61] respektive [40] skiljer sig åt, men de} ger kapaciteter av samma storleksordning varför slutsatsen i [61] även bör kunna appli- ceras vid användandet av [40].

44 _{Genomstansningskapaciteten för statisk last i [27] är högre än de kapaciteter som ges} av [40] varför slutsatsen i [27] även bör kunna appliceras vid användandet av [40].

= ₂

= + ( ) =

= ä

= 45/ /  60

8.6.1.4 Olinjära analyser för lokal respons

Den slutliga kontrollen av de olika brottmoderna på lokal nivå för missilträff som redovisats ovan kan i tillägg till ovan angivna metoder genomföras och verifieras med hjälp av detaljerade olinjära finita elementanalyser i enlighet med vad som beskrivs i avsnitt 8.5.

8.6.2 Semi-global kontroll

Vanligtvis så dimensioneras den träffade strukturen antingen genom att en tvärsnittsdimension- ering genomförs för de framräknade snittkrafterna baserat på en huvudsakligen elastisk respons eller med hänsyn tagen till en viss snittkraftsomlagring på grund av plasticering, eller så utformas strukturen så att den via plastisk deformation kan absorbera stötenergin.

Vid hård stöt samt för impulslast genomförs vanligtvis en tvärsnittskontroll för samtidigt ver- kande normalkraft, skjuvkraft och böjande moment. Vidare genomförs en kontroll av direkt skjuvning.

Vid mjuk stöt samt för motsvarande typ av impulslast45 _{kontrolleras den träffade strukturens}

förmåga att absorbera stötenergin genom plastisk deformation, om måttlig eller omfattande skada är acceptabelt. Om endast ytlig skada är acceptabelt bör konstruktionen uppvisa ett hu- vudsakligen elastiskt beteende. Vidare genomförs en kontroll av såväl böjskjuvning som direkt skjuvning.

För bärverksdelar där den begränsande brottmoden är böjning begränsas strukturens duktilitet av de maximalt tillåtna töjningsnivåerna d, duktilitetskvoterna46d eller stödrotationerna d som

anges i Tabell 8.3. I Tabell 8.3 anges även tillåtna värden för tryckbelastade konstruktionsele- ment. För att böjbrott ska anses vara dominerande bör den dimensionerande tvärkrafts- kapaciteten vara minst 1,2 gånger dimensionerande böjmomentkapacitet [2]. Om skjuvning är den begränsande brottmoden begränsas strukturens duktilitet till de maximalt tillåtna töjnings- nivåerna d eller duktilitetskvoterna d som anges i Tabell 8.4.

För ytlig respektive måttlig skada bör tvärsnittets kapacitet även kontrolleras gentemot de materialtöjningsnivåer som anges i

Tabell 8.5. Flytledens antagna längd kan då approximativt sättas lika med tvärsnittets effektiva höjd d vid bestämning av strukturens krökning.

Vid större stödrotationer då betongens tillåtna trycktöjning för måttlig skada enligt

45 _{Avser antingen impulslast med kortare varaktighet eller en impulslast med en inledande} fas med förhöjt lastvärde för vilken strukturen svarar plastiskt. För den senare typen av last där lastnivån efter den inledande fasen har en längre varaktighet bör konstruktionens kapacitet även kontrolleras för denna lastnivå.

46 _{Med duktilitetskvot avses kvoten mellan den totala plastiska deformationen och den} deformation som motsvarar övergången mellan elastisk och plastisk strukturrespons.

Tabell 8.5 överskrids bör hänsyn tas till att täckskiktet på den tryckta sidan lokalt vid det maxi- malt krökta området kan skadas och då vara overksamt. Detta kan vara aktuellt för de fall om- fattande skada kan accepteras. Förlusten av täckskiktet på den tryckta sidan av tvärsnittet innebär att tvärsnittets momentkapacitet reduceras. För att inte tvärsnittets momentkapacitet ska anses vara uttömt måste tryckarmering finnas tillgänglig som tar upp den tryckkraft som tidigare togs upp av betongen. Eftersom tryckarmeringen nu ej längre omsluts av det täckande betongskiktet bör armeringen vara omsluten av byglar som förhindrar knäckning av de tryckta stängerna. För att hela dragarmeringens kapacitet ska kunna utnyttjas måste motsvarande mängd tryckarmering finnas, eftersom momentet efter förlusten av täckskiktet utgörs av ett kraftpar verkande i drag- och tryckarmeringslagren. Vidare bör den fulla tvärkraften tas upp av enbart skjuvbyglar, even- tuellt kraftupptagande bidrag från betongen bör ej tillgodoräknas.

Notera att olika uppsättningar av acceptanskriterier ges beroende på vilken skadeomfattning som kan accepteras: Ytlig, måttlig respektive omfattande skada. För tillfälliga dimensioneringssitu- ationer bör skadan begränsas till att vara ytlig. Om en konstruktion med invändig tätplåt fortfa- rande med säkerhet ska anses kunna vara tät vid en olyckshändelse bör skadan begränsas till att vara måttlig. Att acceptera omfattande skada hos en konstruktion som ska motstå denna typ av olyckslast bör endast ske efter särskild utredning, men kan till exempel vara acceptabelt för kon- troll av bärförmåga vid mycket osannolika händelser.

Kapaciteten för direkt skjuvning kan beräknas enligt följande (IAEA DD1087 [26]):

= + 

=

= ä ä

= ä ℎ

= 0,18 för   2 grader, eller om fritt upplagd konstruktion = 0 för  > 2 grader, eller om dragbelastad konstruktion

= = ℎå ℎ

= ä

= ä ℎö

Tabell 8.3 – Acceptanskriterier, dominerande brottmod böjning och tryck ([26]).

Konstruktions-

element Dominerande brottmod Ytlig skada Måttlig skada Omfattande skada

d d d(3)) d d (3))

... ... grader ... grader

Balk Böjning Huvudsakligen elastiskt

beteende ... 2 ... 3

Platta Böjning Huvudsakligen elastiskt

beteende ... 4 ... 6 Tryckbelastade konstruktions- element Böjning Tryck Huvudsakligen elastiskt beteende Se 1) 1,3 2 ... Se 1) 1,3 2 ... Skiva Böjning Huvudsakligen elastiskt beteende … 1,5 … 2 Spännarmerade konstruktions- element ([8]) Böjning: 0,15  p  0,30 p < 0,15 (se 4)) (p, se 2)) … … _… 1 ₁ … … 1.5 2 1) När tryck är dimensionerande i enlighet med kraft-momentinteraktionskurvan för konstruktions-

elementet är maximalt tillåten duktilitetskvot för böjning 1,3.

När tryckkraften är mindre än det minsta av 0,1f’cAg och en tredjedel av vad som ger ett balan- serat tvärsnitt är maximalt tillåten duktilitetskvot 0,05/(-’), men ej större än 10.

f’c = fcd = betongens tryckhållfasthet Ag = betongtvärsnittets area

 och ’ = drag- respektive tryckarmeringsinnehåll.

För mellanliggande värden interpoleras rätlinjigt mellan de två värden som anges ovan. 2)

=

f’c = fcd = betongens tryckhållfasthet

Aps = tvärsnittsarea hos böjdragbelastade spännkablar

fps = spänning i spännkablarna vid dimensionerande böjmomentkapacitet b = tvärsnittets bredd

dp = avstånd från yttersta fibern på trycksidan till centrum på spännkablarna

3) Vid utnyttjande av stödrotation större än 2 grader ska byglar appliceras i konstruktionens tjock- leksriktning.

4) Vid utnyttjande av stödrotation större än 1,5 grader ska byglar appliceras i konstruktionens tjockleksriktning.

Tabell 8.4 – Acceptanskriterier, dominerande brottmod skjuvning ([26]).

Konstruktions-

element Dominerande brottmod Ytlig skada Måttlig och omfattande skada

d d

Balk och platta

Skjuvning: Betong enbart Betong + skjuvarm. Skjuvarm. enbart Huvudsakligen elastiskt beteende 1,3 1,6 3,0 Skiva Skjuvning i skivans plan Huvudsakligen elastiskt beteende 1,5

Tabell 8.5 – Acceptanskriterier, töjningsnivåer ([26])

Material Ytlig skada Måttlig skada

d d Betong _{0,0035 0,005} Armering _{0,01 0,05} Spännarmering, oinjekterade kablar 0,01 0,03 Spännarmering, injekterade kablar 0,01 0,02 Stål _{0,01 0,05}

Inga värden ges för omfattande skada eftersom det är mycket svårt att vid experiment upp- mäta töjningsnivåer vid denna skadenivå.

8.6.3 Global kontroll

Även vid kontroll avseende bärverkets globala böjdeformation sker kontrollen på bärverksdels- nivå. Skillnaden mot en semi-global kontroll är att på grund av att den globala bärförmågan nu utmanas begränsas den acceptabla skadan till nivåer som är väsentligt lägre än för motsvarande kontroll av enskilda bärverksdelar på semi-global nivå.

Maximalt tillåten stödrotation d vid global kontroll bör, om inget annat visas vara riktigare,

begränsas till47_:

- Balkar: 1 grad. - Plattor: 1 grad.

47 _{I enlighet med avsnitt F.3.5 i ACI 349 [2], även om gränsen där är uttryckt i form av} begränsning av strukturens duktilitet till d = 3 och inte i begränsning av tillåten stödro- tation. Värdet d = 3 ska härvid jämföras med tillåten duktilitetskvot i [2] på maximalt d = 10 vid semi-global kontroll.

Vidare bör töjningsnivåerna d i betong respektive armering begränsas. Den rotationskapacitet

som anges för statisk last i avsnitt 5.6.3 i SS-EN 1992-1-1 [41] kan konservativt tillämpas.

8.7 Detaljutformning

I kapitel 5 och 6 ges anvisningar om detaljutformning, dessa ska följas om inte annat anges nedan. Tillkommande krav anges i det följande. Dessa ska följas för att dimensioneringsanvis- ningarna i detta kapitel utan ytterligare utredning kan anses vara tillämpbara.

För större stödrotationer erfordras skjuvarmering i såväl plattor som balkar samt tryckarmering med omslutande byglar såsom beskrivs i avsnitt 8.6.2.

Maximalt tillåtet armeringsinnehåll -’ för ett tvärsnitt bör begränsas till 0,5 gånger det arme- ringsinnehåll som ger ett balanserat tvärsnitt [2].

Eftersom armeringsskarvar reducerar konstruktionens duktilitet bör ej skarvning utföras i de plastiska flytlederna som tillgodoräknas vid lastupptagningen